Fingerbewegungen basieren auf Grundmustern

Dem Gehirn reichen scheinbar einige
Grundmuster, um Beethoven-
Sonaten zu spielen; © PixelQuelle.de

Die Frage, wie es das Gehirn schafft, diese Fingerfertigkeiten zu organisieren, beschäftigt die Wissenschaft schon lange. "Schon seit einiger Zeit wurde vermutet, dass das Nervensystem die unterschiedlichen Bewegungen aus einer kleinen Zahl von Mustern, so genannten Modulen, konstruiert", sagt Joseph Claßen, Oberarzt an der Neurologischen Klinik der Universität Würzburg.

"Unsere Arbeit verwendet die transkranielle Magnetstimulation, eine schmerzlose Technik, mit der sich Nervenzellen der menschlichen Hirnrinde durch die Schädeldecke hindurch erregen lassen", erklärt Claßen. "Uns hat vor allem interessiert, ob es in der Verschiedenheit nicht ein paar grundlegende Gesetzmäßigkeiten gibt", erklärt Claßen.

Und tatsächlich habe die mathematische Analyse gezeigt, "dass die durch transkranielle Magnetstimulation hervorrufbaren Fingerbewegungen modular aufgebaut sind." Die Vielzahl von Fingerbewegungen lässt sich nach Claßens Worten auf die Kombination von nur wenigen Bewegungsmustern zurückführen. Um eine bestimmte Bewegung auszuführen, addiert das Gehirn sozusagen die dafür notwendigen Grundmodule.

Darüber hinaus konnten Gentner und Claßen zeigen, dass die durch Magnetstimulation aufgefundenen Module denjenigen stark ähnelten, die sich aus der Analyse von Endpositionen natürlicher Greifbewegungen ergaben. Dieser Befund legt nahe, dass die Kontrolle von Bewegungsendpositionen ein wichtiges Arbeitsprinzip des zentralen Nervensystems darstellt.

Gut möglich, dass die Ergebnisse der beiden Wissenschaftler demnächst Eingang in die Therapie finden. So sind zum Beispiel viele Patienten nach einem Schlaganfall nur noch in der Lage, grobe Greifbewegungen auszuführen. Das Wissen darüber, wie das Gehirn einzelne Finger steuert, könnte demnach in eine gezielte Therapie fließen. Außerdem dürften die Erkenntnisse hilfreich bei der Konstruktion und Steuerung von Neuroprothesen sein.

MEDICA.de; Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg